Skoraj vsaka mehanska aplikacija, s katero se srečamo, vključuje gibljive dele in komponente, ki zahtevajo določeno raven natančnosti in točnosti, da zagotovimo pravilno delovanje. To še posebej velja za opremo in stroje, ki vključujejo električne linearne aktuatorje. Dejavniki, kot so zračnost, toleranca izdelave, poravnava pri montaži in dinamika aplikacije, lahko močno vplivajo na natančnost in točnost linearnih sistemov gibanja z električnimi linearnimi aktuatorji. V tem članku bomo obravnavali ključne vidike natančnosti in točnosti, ki jih je treba upoštevati pri integraciji električnih linearnih aktuatorjev v katero koli aplikacijo.
Kaj sta natančnost in točnost aktuatorja?
Pri električnih linearnih aktuatorjih se sposobnost doseči ciljno pozicijo čim bližje šteje kot točnost, medtem ko natančnost predstavlja sposobnost vsakič znova ponoviti enake rezultate med seboj. Točnost se uporablja za merjenje napake med ciljno in doseženo pozicijo. Natančnost pa meri razpon napak med tem, za koliko so bile vse prej dosežene pozicije med seboj odmaknjene.
Za opis razlike med natančnostjo in točnostjo pri aktuatorjih lahko uporabimo analogijo z lokostrelsko tarčo, kjer ciljno pozicijo aktuatorja predstavlja sredina tarče (bullseye). Visoka točnost in nizka natančnost se pokažeta, ko se aktuator lahko približa ciljni poziciji, vendar ne pristane vedno na istem mestu.
Nizka točnost in visoka natančnost se pokažeta, ko aktuator ne doseže ciljne pozicije, vendar se lahko dosledno vrača na isto pozicijo kot prej, znova in znova.
V idealnem svetu bo kombinacija visoke natančnosti in točnosti pomenila, da aktuator potuje do ciljne pozicije in je sposoben dosledno znova in znova doseči isto točko.
Toleranca izdelave pri proizvodnji delov in aktuatorjih
Toleranca izdelave aktuatorja je eden od dejavnikov, ki lahko po namestitvi vpliva na natančnost in točnost. Med proizvodnim procesom bo imela večina serijsko izdelanih izdelkov določeno fizično omejitev, kako natančno lahko proizvajalec ponovi navedene specifikacije. Večina naših večnamenskih aktuatorjev ima toleranco izdelave +/- 3 mm, vendar je pomembno, da nas ali proizvajalca kupljenega izdelka kontaktirate, če je vaša aplikacija občutljiva na natančnost in točnost.
Pomembno je biti tudi pozoren, da lahko na natančnost in točnost linearnega aktuatorja po popolni namestitvi vplivajo različne okoliščine izven same enote. Tudi druge komponente v sistemu imajo lahko določeno toleranco izdelave, kar lahko ob namestitvi z aktuatorjem predstavlja dodaten vir napak, na primer:
- Jermenice
- Montažni nosilci
- Palice
- Puše
- Ventili
- Konstrukcijski materiali
- Ležaji
Zračnost pri uporabi linearnih aktuatorjev
Zračnost (znana tudi kot igra ali »play«) je izgubljeno gibanje oziroma zračna reža v mehanizmu zaradi vrzeli med posameznimi deli, kot jo vidimo med zobmi spojenih zobnikov. Ko poskušamo obrniti smer vrtenja zobnikov, se bo najprej nadomestilo izgubljeno gibanje oziroma zračnost, šele nato se zobniki začnejo vrteti v drugo smer. Ta pojav pri notranjih zobnikih je eden od razlogov, zakaj je zračnost pri aktuatorjih precej pogosta in se lahko razlikuje glede na model vašega aktuatorja.
Okvirji, montažni nosilci in drugi priključni dodatki so lahko zasnovani z nekaj igre, da omogočajo vrtišča in pravilno delovanje. Ta rahla igra se lahko prišteje že prisotni zračnosti aktuatorja in dodatno zmanjša skupno natančnost ter točnost.
Pozicijske napake se lahko pojavijo tudi zaradi nemehanskih virov napak, kot so povratna zveza potenciometra, Hallovi senzorji in krmilniki motorja, ki se uporabljajo za programsko krmiljenje in branje pozicij aktuatorja. Mrtvi čas in druge časovne zamude, ki lahko nastanejo v krmilnem sistemu, je prav tako treba upoštevati pri aplikacijah z visokimi zahtevami po natančnosti in točnosti.
Da upoštevate splošno obrabo, lahko redni pregledi kot del celotnega vzdrževanja sistema in potrebne nastavitve za uglasitev pomagajo povečati dolgoročno natančnost in točnost. Čeprav se najslabši scenarij, ko so vse tolerance na maksimumu, redko zgodi, je ključno upoštevati vse potencialne tolerance za temeljito razumevanje sistema in oceno možnih napak.
Kako pomembni sta natančnost in točnost?
Pomembnost natančnosti in točnosti se lahko razlikuje glede na primer uporabe električnih linearnih aktuatorjev. Pri določenih aplikacijah sta lahko natančnost in točnost enako pomembni, pri drugih pa je relativna pomembnost ene večja od druge. Čeprav je mogoče uporabljati komponente z visoko natančnostjo in točnostjo, bo to, kadar ni potrebno, povečalo skupne stroške in kompleksnost sistema brez večjih koristi. Spodaj je nekaj primerov, ki ponazarjajo, kako lahko pomembnost natančnosti in točnosti variira:
- Avtomatizirano pohištvo – Zaklepanje in odklepanje vrat velikih lesenih omar s pomikom zapaha z aktuatorji ne zahteva veliko natančnosti ali točnosti pri mehanizmih, ki dopuščajo veliko igre.
- Domača avtomatizacija – avtomatizirana steklena okna z aktuatorji morda ne potrebujejo veliko točnosti, saj lahko uporabnik med namestitvijo preprosto prilagodi začetni položaj, potrebujejo pa natančnost, da vsakič dosežejo isti položaj.
- Prehrambna industrija – Aktuatorji v dozirnikih za dodatke na pici ne potrebujejo natančnosti, da bi vsakič prišli povsem na isto mesto, potrebujejo pa točnost, da dodatki uspešno pristanejo na predvidenem delu pice.
- Medicinske aplikacije – Robotsko podprta kirurgija in dozirniki tekočin za pripravo zdravil uporabljajo modele, kot so naši PA-12-R in PA-12-T mikro natančni aktuatorji, saj so zelo visoke ravni natančnosti in točnosti ključne.
Aktuatorji za osnovna opravila običajno ne potrebujejo visokih ravni natančnosti in točnosti za delovanje v okviru zahtev, zato so lahko standardni modeli primernejši zaradi enostavnosti in stroškovne učinkovitosti. Večina splošnih aplikacij lahko zahteva natančnost, ne pa tudi točnosti, ali obratno – odvisno od konkretnega primera uporabe. Pri bolj specializiranih aplikacijah sta lahko tako natančnost kot točnost ključni za pravilno delovanje. Zato je nujno v celoti razumeti zahteve vaše aplikacije ter morebitne učinke, ki jih lahko imajo namestitev, orientacija in tolerance na natančnost in točnost sistema.
POVZETEK
Električni linearni aktuatorji so lahko na voljo z različnimi ravnmi natančnosti in točnosti; pomembno pa je upoštevati tudi druge vire napak, ki so del vašega celotnega sistema. S temeljito potrditvijo zahtev glede natančnosti in točnosti vaše aplikacije lahko izberete primerne komponente in tehnike integracije ter nato zasnujete rešitev okoli njihovih omejitev.
Upamo, da ste ta članek ocenili kot koristen, zlasti če ste želeli izvedeti, kakšno vlogo igrata natančnost in točnost pri uporabi linearnih aktuatorjev. Če imate kakršna koli vprašanja ali želite podrobneje razpravljati o naših izdelkih, nas prosimo kontaktirajte! Smo strokovnjaki na svojem področju in z veseljem pomagamo na vsak način.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123